降低DCS系统通讯故障对机组运行的影响.docVIP

降低DCS通讯故障对机组运行影响的优化方案实施 李小煜 赵刚 赵占峰 郑州燃气发电有限公司，河南 郑州 450001 The Project to Reduce the Effect of DCS Communication Breakdown Li Xiaoyu; Zhao Gang ;Zhao Zhanfeng Zhengzhou Gas Power Station, Zhengzhou City, Henan Province 450001 ABSTRACT: There are two units of V94.3A gas-steam turbine, which control system are all of Siemens. Recently, the backboard of DCS is fault, communication breakdown, the output of I/O modules is abnormal, the unit 1 tripped. As a result, the control strategy is thought not complete, so carry out reforms, to ensure that the units’ running of the security and stability. KEY WORD: communication breakdown; abnormal output; control strategy; reform 摘要：郑州燃气发电有限公司现有2台V94.3A型393MW燃气－蒸汽联合循环发电机组，控制系统全部采用西门子控制系统，在近期运行中，由于DCS系统机柜I/O卡件背板设备故障，造成通讯中断，卡件通道输出异常，引起机组跳闸。经过实际排查，认定为某些重要设备的控制策略不完善，特此进行整改，以保证机组运行的安全性和稳定性。 关键词：通讯中断;输出异常;控制策略;整改 1 故障经过 1号机组运行中操作员站报警系统出现某一自动处理器通讯故障报警，稍后出现大量信号异常报警，操作员站画面中多个信号数据消失，显示红色星号。在报警出现后18秒，机组发出停运信号。经热工专业人员排查，确认之前异常信号全部为该自动处理器下某一列I/O卡件对应信号，这些信号里不包含直接引起机组保护动作的信号，也就是说这些信号的异常不会直接造成机组跳闸。之后在停机状态下人为制造通讯故障，同样出现信号异常，但无跳闸信号出现。 2 故障分析与处理 在机组保护系统逻辑中，排除可能引起机组保护系统动作的其它原因后，基本可以锁定造成系统动作的原因为“天然气压力低”，该逻辑为三取二信号，三个天然气压力信号的取样点均在天然气燃料系统紧急关断阀后，均为压力变送器。三取二信号为设定电为2.62MPa的门电路逻辑。在机组运行工况稳定的情况下的工作压力为 MPa，本次降低到MPa。经过分析，为在自动处理器与I/O卡件发生通讯故障后，控制所在卡件工作异常，造成输出通指令消失引起控制继电器失电，由于天然气燃料系统紧急关断阀为单相控制阀，在控制继电器失电后会自动关闭，进而造成燃机时燃料补充不足引发“燃气压力低”三取二”回路动作，引起机组跳闸。另外，由于天然气燃料系统紧急关断阀非快关阀，关闭过程在15～18秒左右，这也就解释了该阀在失电后燃烧保持的情况下天然气压力不是立即下降的原因。另外，天然气燃料系统紧急关断阀的开启反馈信号作为天然气燃料系统投入与否的判定信号，在通讯故障造成该阀反馈信号丢失的情况下，DCS系统判定天然气燃料系统退出运行。而在原有设计中，在天然气燃料系统退出运行后，闭锁天然气压力低信号报警信号但不影响该动作直接到保护系统，这也就解释了在天然气压力低信号触发后，为何DCS系统中未出现相应报警，但是直接造成机组跳闸。图一 机组跳闸时趋势图 天然气燃料系统紧急关断阀控制采用SIM323卡件，为开关量输入/输出卡件，阀门的开关反馈、24V电源均直接取自该卡件，开指令信号通过开关量输出通道接到控制继电器柜直流继电器中，继电器两个常开回路分别接入天然气燃料系统紧急关断阀两个串联电磁阀，在输出开指令后继电器带电起磁，两个常开回路带电闭合后，两个串联电磁阀动作，天然气燃料系统紧急关断阀开启。在机组运行过程中，天然气燃料系统紧急关断阀必须保持开启状态，这也就意味着该阀在机组运行中承担相当重要的作用，因此之前所采取单输出回路控制、掉电后阀门自动关闭的控制策略和控制方式存在一定的潜在风险。 为了避免同类型故障的再次发生，决定对天然气燃料系统紧急关断阀的控制进行改造，考虑到该阀虽然在机组运行中必须保持开启状态，但是阀门开关反馈和故障信号并不直接影响到机组运行，本次改造内容为增加